掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃2.0μm波段发光特性的研究

《掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃2.0μm波段发光特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、肖亻SouthChinaUniversity'of^Techn硕士学位论文掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃2。0um波段发光特性的研究作者姓名杨新雷学科专业材料学指导教师张勤远教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018垄F6月硕士学位论文掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃2.0μm波段发光特性的研究作者姓名杨新雷学科专业材料学指导教师张勤远教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年6月Aninvestigationon2.0μmluminescencecharacteristicsofrare-earthdopedgermanateglassesa

2、ddedwithfluoridesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangXinleiSupervisor：Prof.ZhangQinyuanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou，China影苹鲁∶u⊥L∫丨秦舆丬I9sOI:鲁妄彐彗茫sI10zsIO乙o6冫∶`市掣I蘸￥秦皿平秦玛诳耳争T靼鹭孙砩婆弼辂铜辟单鞋0zⅡⅢ黎社军丫韩砧矸目1马扭勇虽

3、}J)三∶9:;::∶:l:i‘铧}骤::譬

4、曹鼾昔濉坐琊⒉洫∶)9

5、i。∶:;∶要狰斟:

6、⒉′:焕Ii.号申墼秦玛形迎平奈帖牟z不僻槠秦:i暂:觋纽扭彡-且压彐垫T锼纤髯彡丬F军η缓弈扛蓦′:色诳×爵逆日:潴8I0乙sO勤日0ε日彳“邛H彭彀日8I∞gsO勤Tε日:潴秦马爵甚黄玛弗掣I面￥秦秦玛斟士日:潴当ζ日曷挺垂曾予驷:曾:::量∶「:l:台摘要2.0μm波段掺稀土光纤激光器在材料加工、远程遥感、大气监测、医疗手术及国防军事等领域具有非常重要的应用前景。探索合适的玻璃基质对于2.0μm中红外波段激光器的研究具有重要的意义。锗酸盐玻璃由于其宽的中红外透过范围、低的最大声子振动能量、高的稀土掺杂含量等特性，被广泛用于2.0μm波段光纤激光器

7、中。本文旨在研究掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃中的2.0μm波段高效发光性能。论文分为四章。第一章主要综述了2.0μm波段光纤激光器的特点、应用以及研究进展和存在的问题，重点介绍实现2.0μm波段发光与激光的稀土离子和相应的玻璃基质，包括锗酸盐玻璃基质及其光纤激光器的研究进展。第二章概述了实验制备方法与相关的理论计算，包括Judd-Ofelt理论、McCumber理论和Fuchtbauer-Ladenburg方程等。第三章和第四章分别3+3+3+3+研究了Er/Tm，Cr/Ho共掺锗酸盐玻璃的2.0μm波段发光，并且降低羟基吸收系数提高其发光效率。主要内容

8、及结果如下：3+3+（1）研究了在980nm二极管泵浦下Er/Tm共掺氟锗酸盐玻璃中1.8μm发光特3+3+性。利用差示扫描量热法、拉曼光谱等研究玻璃的物理特性。详细分析了Er和Tm3+3+的红外下转换与可见上转换光谱特性。并且，随着Tm2O3的加入，Er/Tm共掺玻璃的3+3+上转换发光受到抑制。通过能级简化示意图研究了Er和Tm之间可能存在的能量传递过程，并且最大能量传递效率达85.9%。并且利用声子边带理论计算了二者之间的能量传递参数。3+3+（2）利用差示扫描量热法、激发发射光谱和动态衰减寿命研究了BaF2对于Cr/Ho3+3+共掺锗酸盐玻璃物

9、理与发光特性的影响。Cr的宽吸收带为获得Ho高效2.0μm发光提−1供一个可选择的泵浦机制，羟基吸收系数随着BaF2的引入降低到了1.08cm，这有利3+3+于获得高效Ho的2.0μm发光。并且计算了Cr的晶体场参数Dq/B，探究了BaF2对于激活离子和敏化剂的局域环境的影响。进一步的理论计算表明在10mol%BaF2添加3+3+3+Cr/Ho共掺锗酸盐玻璃中Ho的2.0μm波段最大吸收发射截面分别高达4.6和5.2−212(×10cm)。关键词：锗酸盐玻璃；2.0μm发光；光谱特性；能量传递IAbstractRare-earthdopedfiberl

10、asersoperatingat2.0μmmid-infraredregion(MIR)arewidelyappliedinmaterialprocessing,remotesensing,atmosphericmonitoring,medicalsurgeryandmilitarydefensefields.Mostly,2.0μmmid-infraredregionfiberlasersdemandperfectgainmaterials.Currently,germanateglasseshavewidetransmissionaroundmid

11、-infraredregion,properphononenergyandhighdoping